Sfruttare le possibilità di un'edilizia senza assistenza con Smart Fusion

20 settembre 2023 | Tempo di lettura: 5 min

La costruzione senza supporto per la produzione additiva di metalli non è ancora una realtà comune, ma è stata dimostrata la sua fattibilità. Il rivoluzionario controllo del processo in tempo reale di EOS Smart Fusion svolgerà un ruolo fondamentale nella realizzazione della visione degli ingegneri di una stampa 3D in metallo con supporto minimo o senza supporto.

Sebbene gli esperti di EOS stiano lavorando a diversi progetti privi di supporti, la prospettiva solleva alcune preoccupazioni nella produzione additiva di metalli (AM). Gli aspetti di una costruzione a cui sono associati i supporti - tra cui l'orientamento del pezzo, la progettazione, il trasferimento di calore e la ricopertura - hanno tutti una grande influenza sul successo o sul fallimento della costruzione. Ci sono alcune comprensibili riserve sull'idea di abbandonare un approccio storicamente efficace. Con Smart Fusionun punto di forza del nuovo piano di EOS Smart Monitoring il livello di controllo in tempo reale, strato per strato, sul processo di costruzione può ridurre o eliminare alcuni dei rischi più significativi che i supporti affrontano tradizionalmente. Sfruttare questa tecnologia è vantaggioso dal punto di vista pratico, grazie alla riduzione del rischio di surriscaldamento, all'aumento del tasso di successo dell'assemblaggio e all'uso di pochi o nessun supporto, oltre a garantire una libertà senza precedenti ai progettisti AM.

In questo blog esploreremo la genesi del concetto di assenza di supporto, analizzeremo in modo esaustivo il modo in cui Smart Fusion contribuisce ad avvicinare gli ingegneri ad esso e considereremo alcune implicazioni future di questi progressi nella AM dei metalli.

I limiti dei supporti

Fino a poco tempo fa, i supporti erano considerati una realtà inevitabile della produzione additiva di metalli. Vengono assemblati durante il processo di costruzione con la stessa polvere del pezzo da produrre e posizionati strategicamente secondo le necessità. I supporti vengono poi rimossi in fase di post-produzione.

Le parti orientate con strutture complesse, in cui gran parte della superficie non tocca la piastra di costruzione della stampante 3D, richiedono supporti per garantire l'integrità dell'assemblaggio. Lo stesso vale storicamente per i progetti che includono canali, fori o sporgenze più acute di 45 gradi (o qualsiasi altro angolo altrettanto acuto). Ma le interruzioni derivanti da livelli eccessivi di potenza del laser, da sollecitazioni termiche e da danni alle lame della ricopertura sono in genere le motivazioni più pressanti per l'uso dei supporti. I supporti hanno comportato notevoli svantaggi - aumento del tempo totale di stampa, maggiore utilizzo di materiale, lunghe operazioni di post-elaborazione e pulizia - ma solo negli ultimi anni gli esperti di additivi hanno iniziato a lavorare seriamente su metodi alternativi.

Emersione del concetto di assenza di supporto

I fattori regolati per ridurre (e, se possibile, eliminare) la necessità di supporti sono diversi. La progettazione può svolgere un ruolo importante, ad esempio tracciando le specifiche delle pareti o degli archi di un pezzo in modo che siano autoportanti. L'ottimizzazione dei processi e dei parametri è ancora più importante: La potenza del laser è fondamentale, ma anche molti altri parametri possono essere regolati per facilitare la costruzione senza supporti, tra cui, ma non solo, la velocità di scansione, il modello di scansione, le regolazioni delle dimensioni del downskin (la superficie del pezzo rivolta verso il basso) e le tecniche di rivestimento.

Approfondimenti da EXPOSURE OT = carburante per Smart Fusion

Smart Fusion ha una relazione critica con la piattaforma EOSTATE EXPOSURE OT . (Da qui il loro abbinamento nel piano di abbonamento EOS Smart Monitoring ). 

EOSTATE EXPOSURE OT combina un hardware per la tomografia ottica nel vicino infrarosso e un complesso software di analisi. La telecamera registra immagini OT in tempo reale dai lavori di costruzione e gli algoritmi avanzati del programma software rilevano i punti caldi, i punti freddi o qualsiasi altra anomalia nella distribuzione del calore, insieme a qualsiasi difetto esistente o potenziale che potrebbe portare a questi. Grazie a questi dati OT e alle impostazioni del controllore all'interno del software, Smart Fusion può applicare il fattore di correzione laser (LCF) appropriato e garantire la produzione sicura di pezzi metallici secondo le loro specifiche.

Il futuro del metal AM con zero (o pochi) supporti

Poiché la costruzione senza supporti è ancora un metodo nascente, non si tratta di un processo in cui qualsiasi utente di produzione additiva di metallo può lanciarsi. Per il futuro immediato, "senza supporto" potrebbe significare più spesso un numero molto ridotto di supporti piuttosto che zero. Inoltre, ci saranno alcune applicazioni in cui il metodo non sarà ideale, come quelle che richiedono geometrie particolarmente complesse o pezzi di grandi dimensioni.

Tuttavia, a lungo termine, EOS è convinta che il valore dell'edilizia senza supporto supererà i suoi limiti e che il nostro impegno ci condurrà a tecnologie e processi che contribuiranno a mitigare tali carenze. I vantaggi potenziali sono semplicemente troppo grandi per essere ignorati: Oltre ai risparmi sui costi a lungo termine (in particolare sul costo per pezzo), al miglioramento della produttività e alla qualità più costante dei pezzi, la costruzione senza supporto aiuterà a ridurre il consumo di materiali, contribuendo positivamente alla produzione responsabile e agli obiettivi di sostenibilità.

Esaminate questo caso di studio per scoprire come gli esperti di EOS hanno eliminato la necessità di supporti interni da un intricato progetto di una parte della girante, con solo pochi supporti esterni necessari. Per saperne di più su Smart Fusion, il piano Smart Monitoring, i sistemi metallici EOS, il software, i materiali e altro ancora, contattateci oggi stesso.